超声振动辅助铣削加工钛合金表面摩擦磨损性能研究
【图文】：
第46卷第8期马超等：超声振动辅助铣削加工钛合金表面摩擦磨损性能研究·117·似于鱼鳞的表面排布。每齿进给量与振幅的不同组合，会形成突起物以及凹坑等微观织构。从图1可以看出，超声振幅辅助铣削加工形成的表面微观形貌，主要由进给划痕、刀具结构尺寸引起的微小划痕、突起物和凹坑组成。同时可以看出，在加工表面上会形成熔融球状物。传统的铣削加工机制是刀具切削金属材料，在这个过程中，材料的弹塑性变形去除机制是构成加工表面的主要原因。超声振动的引入改变了这种单一的切削机制。超声振动使得刀具以高频率、小振幅的形式撞击金属材料，因此所加工出来的表面是在弹塑性变形去除和超声撞击的共同作用下形成的，可以通过该方法对一些难加工材料进行切削加工。图1不同振幅下的加工表面形貌（vc=47.10m/min，fz=8m）Fig.1Surfacetopographyatdifferentamplitudes（vc=47.10m/min，fz=8m）为了进一步研究这种切削方式对加工表面的影响，在白光干涉仪下对表面粗糙度进行分析。图2是不同振幅下表面粗糙度和每齿进给量的关系，可以看出，每齿进给量较小时，表面粗糙度随振动幅度的增加而增大；每齿进给量较大时，表面粗糙度随振幅的增加而减校由此可以看出，每齿进给量较小时，超声撞击机制起主导作用，振幅越大，表面越粗糙；每齿进给量较大时，弹塑性切削机制起主导作用。两种机制共同作用形成加工表面的最终形貌。图2不同条件下的表面粗糙度Fig.2Surfaceroughnessindifferentconditions2.2摩擦磨损分析摩擦磨损试验主要研究超声振动辅助铣削加工表面微观织构对表面摩擦磨损性能的影响以及摩擦磨损的类型。摩擦过程中，微凸状表面先相互接触，表面织构会发生剧烈的破坏和塑性变形，在这个过程中，表面微
在这个过程中，材料的弹塑性变形去除机制是构成加工表面的主要原因。超声振动的引入改变了这种单一的切削机制。超声振动使得刀具以高频率、小振幅的形式撞击金属材料，因此所加工出来的表面是在弹塑性变形去除和超声撞击的共同作用下形成的，可以通过该方法对一些难加工材料进行切削加工。图1不同振幅下的加工表面形貌（vc=47.10m/min，fz=8m）Fig.1Surfacetopographyatdifferentamplitudes（vc=47.10m/min，fz=8m）为了进一步研究这种切削方式对加工表面的影响，在白光干涉仪下对表面粗糙度进行分析。图2是不同振幅下表面粗糙度和每齿进给量的关系，可以看出，每齿进给量较小时，表面粗糙度随振动幅度的增加而增大；每齿进给量较大时，表面粗糙度随振幅的增加而减校由此可以看出，每齿进给量较小时，超声撞击机制起主导作用，振幅越大，表面越粗糙；每齿进给量较大时，弹塑性切削机制起主导作用。两种机制共同作用形成加工表面的最终形貌。图2不同条件下的表面粗糙度Fig.2Surfaceroughnessindifferentconditions2.2摩擦磨损分析摩擦磨损试验主要研究超声振动辅助铣削加工表面微观织构对表面摩擦磨损性能的影响以及摩擦磨损的类型。摩擦过程中，微凸状表面先相互接触，表面织构会发生剧烈的破坏和塑性变形，在这个过程中，，表面微观形貌是主要的影响因素。摩擦磨损后的表面如图3所示，破损表面会形成一层氧化层。图3a和d为传统的铣削加工方式，其产生的沟槽划痕较深，破损延伸到较深的表面。破损表面主要为片状粘附物、犁削划痕以及凹坑，从表面形貌的特点可以看出，其磨损机理是典型的粘附磨损。而施加超声振动使摩擦磨损表面的沟槽划痕变浅，表面犁削划痕也变得很有规律，说明表面形貌改善了加工表面的抗?
【作者单位】： 山东大学机械工程学院高效洁净机械制造教育部重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金(51475275)~~
【分类号】：TG54;TG663
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本文编号：2519259
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